《金属材料培训》ppt课件

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1、课程简介1.机械制造的作用机械制造广泛应用在社会生产中的各行各业，如交通、冶金、石油、石化、电力、建筑、轻纺、航空、航天、电子、医疗、军事等。这些行业都使用各种机器、仪器和工具，统称为机械装备。机械装备是由一定形状和尺寸的零部件所组成，能够生产这些零部件并装配成机械装备的工业称为机械制造工业。机械制造工业是国民经济的重要基础和支柱产业，是一个国家经济实力和科学技术发展水平的重要标志。3.机械制造基础的基本内容1)金属材料的种类、性能及选用；2)热处理工艺基础及应用；3)金属材料常用的加工方法；金属切削机床、刀具、夹具等基本知识；4)钳工的基本知识及基本技能；5)焊工的基本知识及基本

2、技能；6)管工的基本知识及基本技能；3.本课程的特点及学习方法机械制造基础课程具有实践性强、综合性强和覆盖面广的特点。学习时要重视实践性教学环节，在教学实习中努力增加感性认识和实践知识，了解、熟悉企业的生产和技术管理，注意理论与实践相结合。认真做好本课程实验、综合练习等，有助于理解和掌握理论知识，有利于职业综合能力的培养，逐步提高解决生产实际问题的能力。第一部分金属材料第一节金属材料的主要性能1.使用性能：机械零件在正常工作情况下应具备的性能。包括机械性能、物理、化学性能2.工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削性能等。一、塑性1.塑性：金属材料受外力作用时产生永

3、久变形而不至于引起破坏的性能。2.拉伸图以低碳钢为例分析拉深过程如图所示4.延伸率和断面收缩率：表示塑性大小的指标1）延伸率：δδ={（L1-L0）/L0}×100％式中:L0——式样原长度，L1——拉深后长度2）断面收缩率：ΨΨ={（S0-S1）/S0}×100％式中S。——试样原始截面面积(mm2)S1——试样断口处的截面面积(mm2)δ、ψ越大，材料塑性越好，一般δ〉5%为塑性材料，δ〈5%为脆性材料。二、强度强度指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。常用来表示金属材料强度的指标1.屈服强度σsσS=Fs/So(MPa)式中:Fs—试样发生屈服象时的载荷(N)；So

4、—试样的原始截面面积(mm2)。2.抗拉强度σbσb=Fb/So(MPa)(1—3)式中:Fb——试样在断裂前的最大拉力(N)S。——试样原始截面面积(mm2)。三、硬度硬度：指金属抵抗更硬的物体压入其表面的能力1.布氏硬度HB:用直径D的淬火钢球或硬质合金球,在一定压力P下,将钢球垂直地压入金属表面,并保持压力到规定的时间后卸荷,测压痕直径d。HBS—压头用淬火钢球,适于HBS<450HBW—压头用硬质合金球而HBW＜６５０特点：压痕大，代表性全面；不适宜薄件和成品件２.洛式硬度ＨＲ（HRA、HRB、HRC）用金刚石圆锥做压头或钢球，在规定的预载荷和总载荷下，压入材料，卸载后，测

5、其深度ｈ，可在硬度计上直接读出，无单位。优点:易操作,压痕小,适于薄件,成品件缺点:压痕小,代表性不全面需多测几点.3.维氏硬度用符号HV表示，它的测量原理基本上和布氏硬度相同，不同的是维氏硬度采用锥面夹角136℃的金刚石四棱锥体作为压头。主要用于测量零件表面层的硬度。五、冲击韧性ak材料抵抗冲击载荷的能力。常用一次摆锤冲击试验来测定金属材料的冲击韧性,标准试样一次击断,用试样缺口处单位截面积上的冲击功来表示aKUaKU=AKU/S(J/m2)式中：AKU——冲击吸收功(J)；S——试样缺口处的横截面积(m2)六、疲劳强度：1.疲劳强度：金属材料在无数次交变载荷作用下而不致于引起断

6、裂的最大应力。2.疲劳破坏原因材料有杂质,表面划痕,能引起应力集中,导致微裂纹,裂纹扩展致使零件不能承受所加载荷突然破坏.3.疲劳破坏与静载破坏的区别疲劳破坏时，无论是塑性或脆性材料，在断裂时，外观无明显或不明显的变形，断裂是突然发生的。人们是不能预防的，有较大的经济损失4.预防措施改善结构避免应力集中,表面强化-喷丸处理,表面淬火等。实验证明，金属材料能承受的交变应力σ与断裂前应力循环次数N有如图1-6所示的规律。由图所知，当σ低于某一值时，曲线与横坐标平行，表示材料可经无限次循环而不断裂，这一应力称疲劳强度或疲劳极限。用σ－1表示光滑试样对称弯曲疲劳强度。一般钢的循环次数为10

7、－7，有色金属为10－8。疲劳强度曲线5.疲劳强度曲线66.高温下的力学性能材料在高温下其力学性能与常温下是完全不同的。许多机械零件在高温下工作，所以在室温下测定的性能指标就不能代表其在高温下的性能。一般来说，随着温度的升高，弹性模量E、屈服强度σS、硬度等值都将降低，而塑性将会增加，除此之外，还会发生蠕变现象。蠕变是指金属在高温长时间应力作用下，即使所加应力小于该温度下的屈服强度，也会逐渐产生明显的塑性变形直至断裂。有机高分子材料，即使在室温下也会发生蠕变现象。7在